JP7307741B2 - Curable low-sulfur liquid rubber composition and method for producing the same - Google Patents
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Description
関連出願の相互参照
本出願は、引用によりその全内容を本明細書に援用する2018年3月26日に出願された米国特許出願15/935,262号の利益を主張する。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of US Patent Application No. 15/935,262, filed March 26, 2018, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.
発明の分野
本発明の態様は、硬化性低硫黄液体ゴム組成物、及び、特に、過酸化物系で硬化可能な低硫黄液体ゴム組成物、並びにその製造方法を対象とする。
FIELD OF THE INVENTION Aspects of the present invention are directed to curable low-sulfur liquid rubber compositions, and in particular, peroxide-based curable low-sulfur liquid rubber compositions and methods of making the same.
液体ゴム組成物は、自動車産業において、接着剤、封止剤、及び/又は音響減衰材料として一般的に使用されている。このような組成物は、室温(25℃)で液体であるが、架橋反応により硬化し固体エラストマー組成物を提供可能な一種又は複数種のポリマーを含むため、「液体ゴム組成物」と呼ばれる。液体ゴム組成物の対象とする目的に応じて、さまざまな種類の液体ゴム組成物を使用することができる。これらの組成物のための架橋剤は、一般的に、硫黄又は硫黄化合物である。自動車車体工場や塗装工場では、これらの液体ゴム組成物は、通常、145℃~190℃の範囲の温度で硬化される。しかし、145℃~190℃の温度で液体ゴム組成物を硬化させる方法は、環境に悪影響をもたらす。 Liquid rubber compositions are commonly used in the automotive industry as adhesives, sealants, and/or sound dampening materials. Such compositions are called "liquid rubber compositions" because they contain one or more polymers that are liquid at room temperature (25°C) but can be cured by a crosslinking reaction to provide a solid elastomeric composition. Various types of liquid rubber compositions can be used, depending on the intended purpose of the liquid rubber composition. The cross-linking agent for these compositions is generally sulfur or sulfur compounds. In automotive body shops and paint shops, these liquid rubber compositions are usually cured at temperatures ranging from 145°C to 190°C. However, methods of curing liquid rubber compositions at temperatures between 145°C and 190°C have adverse environmental impacts.
したがって、環境への悪影響を低減する、改善された液体ゴム組成物が大いに望まれている。 Accordingly, improved liquid rubber compositions that reduce adverse environmental impacts are highly desirable.
本発明の態様は、硬化性低硫黄液体ゴム組成物、及び、特に、過酸化物系で硬化可能な低硫黄液体ゴム組成物、並びにその製造方法に関する。発明者らは、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一種の有機過酸化物を含む過酸化物系を使用することで、かなりの量の硫黄を使用しなくても、比較的低温(例えば、100℃~140℃)で、ビニル基を含む一種又は複数種の液体ポリマーを基にした組成物を有効に硬化させることが可能であることを発見した。 Aspects of the present invention relate to curable low-sulfur liquid rubber compositions, and particularly to peroxide-based curable low-sulfur liquid rubber compositions and methods of making the same. The inventors have found that by using a peroxide system comprising at least one organic peroxide with a 10-hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C, without the use of appreciable amounts of sulfur, have found that it is possible to effectively cure compositions based on one or more liquid polymers containing vinyl groups at relatively low temperatures (eg, 100° C. to 140° C.).
本発明の種々の例示的な態様を以下のように要約することができる。
態様1:炭素原子数4の炭素鎖を有する少なくとも一つのモノマーを重合形態で含むポリマーであって、前記ポリマーは、1%~90%のビニル含有量及び800g/mol~15,000g/molの数平均分子量を有するポリマーと;
60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一つの有機過酸化物を含む過酸化物系と;
を含む硬化性低硫黄液体ゴム組成物であって、
前記組成物は、0~1重量%の硫黄含有量を有し、かつ、100℃~140℃の温度で硬化可能である、組成物。
Various exemplary aspects of the invention can be summarized as follows.
Embodiment 1: A polymer comprising in polymerized form at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms, said polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a vinyl content of 800 g/mol to 15,000 g/mol a polymer having a number average molecular weight;
a peroxide system comprising at least one organic peroxide having a 10 hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C;
A curable low-sulfur liquid rubber composition comprising
A composition, wherein said composition has a sulfur content of 0-1% by weight and is curable at a temperature of 100°C to 140°C.
態様2:前記ポリマーが、ブタジエンを重合形態で含む、態様1に記載の組成物。
Aspect 2: The composition of
態様3:前記ポリマーが、ブタジエン及びスチレンを重合形態で含む、態様1に記載の組成物。
Aspect 3: The composition of
態様4:前記ポリマーが、液体ポリブタジエン及び液体スチレン-ブタジエンコポリマーのうち少なくとも一つを含み、かつ、少なくとも10%の1,2-ビニル含有量を有する、態様1に記載の組成物。
Aspect 4: The composition of
態様5:前記少なくとも一つの過酸化物が、ペルオキシケタール、過酸化ジアシル、及びペルオキシエステルからなる群から選択される、態様1に記載の組成物。
Aspect 5: The composition of
態様6:前記過酸化物系が、少なくとも二つの有機過酸化物を含む、態様1に記載の組成物。
Aspect 6: The composition of
態様7:前記少なくとも二つの有機過酸化物が、ペルオキシケタール、過酸化ジアシル、及びペルオキシエステルからなる群から選択される、態様6に記載の組成物。
Aspect 7: The composition of
態様8:前記少なくとも二つの過酸化物が、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン、及び過酸化ジベンゾイルからなる群から選択される、態様6に記載の組成物。
Embodiment 8: The at least two peroxides are 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1′-di(tert-butylperoxy)-cyclohexane, and A composition according to
態様9:前記組成物が、架橋に適した、硫黄又は硫黄化合物以外の、0.5重量%~15重量%の少なくとも一つの助剤をさらに含む、態様1に記載の組成物。
Aspect 9: The composition according to
態様10:前記少なくとも一つの助剤が、アクリレート、メタクリレート、ビスマレイミド、ビニルエステル、アリル化合物、及びそれらの誘導体からなる群から選択される、態様9に記載の組成物。 Aspect 10: The composition of aspect 9, wherein said at least one coagent is selected from the group consisting of acrylates, methacrylates, bismaleimides, vinyl esters, allyl compounds, and derivatives thereof.
態様11:前記組成物が、110℃~140℃の温度で硬化可能である、態様1に記載の組成物。
Aspect 11: The composition of
態様12:前記組成物が、120℃~140℃の温度で硬化可能である、態様11に記載の組成物。 Aspect 12: The composition of aspect 11, wherein said composition is curable at a temperature of 120°C to 140°C.
態様13:前記組成物が、前記組成物の硬化を促進するのに適した添加剤又は助剤をさらに含む、態様1に記載の組成物。
Aspect 13: The composition of
態様14:前記組成物が、鉱油又は芳香族系油を含まない、態様1に記載の組成物。
Aspect 14: The composition of
態様15:100℃~140℃の温度で硬化した態様1に記載の組成物を含む、架橋低硫黄ゴム。
Aspect 15: A crosslinked low sulfur rubber comprising the composition of
態様16:前記硬化した架橋低硫黄ゴムが、1重量%超の硫黄含有量を提供するのに有効な量の硫黄又は硫黄化合物を用い、過酸化物系なしで硬化した類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも2.0dNm大きいねじりせん断差を有する、態様15に記載の架橋低硫黄ゴム。
Aspect 16: The cured crosslinked low sulfur rubber uses an effective amount of sulfur or sulfur compounds to provide a sulfur content of greater than 1% by weight than similar crosslinked sulfur rubbers cured without a peroxide system. 16. The crosslinked low sulfur rubber of
態様17:態様1に記載の硬化性低硫黄液体ゴム組成物を加熱により硬化させる工程;
を含む、硬化した低硫黄ゴムを製造する方法であって、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、かつ、0~1重量%の硫黄含有量を有する方法。
Aspect 17: Curing the curable low sulfur liquid rubber composition of
wherein the curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and contains 0 to 1 wt. How to have quantity.
態様18:炭素原子数4の炭素鎖を有する少なくとも一つのモノマーを重合して、1%~90%のビニル含有量、及び800g/mol~15,000g/molの数平均分子量を有するポリマーを生成する工程;及び
前記生成されたポリマー及び過酸化物系を基にして、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を調製する工程;
を含む、架橋低硫黄ゴムを製造する方法であって、前記過酸化物系は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一つの有機過酸化物を含み、ここで、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、0~1重量%の硫黄含有量を有する方法。
Embodiment 18: Polymerizing at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms to produce a polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol and preparing a curable low sulfur liquid rubber composition based on the resulting polymer and peroxide system;
wherein the peroxide system comprises at least one organic peroxide having a 10-hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C, wherein Said curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and has a sulfur content of 0 to 1% by weight.
本発明は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を読むことで、最も良く理解される。図面には、以下の図が含まれる:
本発明の態様は、過酸化物系で硬化可能な低硫黄液体ゴム組成物、及びその製造方法に関する。硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、接着剤、封止剤、及び/又は音響減衰用途としての使用に良く適している。本発明の態様を使用することで、100℃~150℃の温度で硬化可能な硬化性低硫黄ゴム組成物を得ることができ、これは、150℃~190℃の典型的な温度での硬化に関する環境への悪影響を低減し、及び/又は最小化する。さらに、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、大幅に低減された架橋剤及び/又は促進剤の量で硫黄含有量を最小限にしながら(例えば、配合物の硫黄の含有量は1.0重量%未満である)硬化させることができる。 Aspects of the present invention relate to peroxide-based curable low-sulfur liquid rubber compositions and methods of making the same. Curable low sulfur liquid rubber compositions are well suited for use as adhesives, sealants, and/or sound dampening applications. By using embodiments of the present invention, curable low sulfur rubber compositions curable at temperatures between 100°C and 150°C can be obtained, which are cured at typical temperatures between 150°C and 190°C. Reduce and/or minimize adverse environmental impacts related to Further, the curable low sulfur liquid rubber composition minimizes sulfur content with greatly reduced amounts of crosslinker and/or accelerator (e.g., the sulfur content of the formulation is 1.0 wt. %) can be cured.
本発明の一態様によれば、少なくとも一つのポリマー及び過酸化物系を含む、硬化性低硫黄液体ゴム組成物が提供される。ポリマーは、炭素原子数4の炭素鎖を有する、少なくとも一つのモノマーから生成される。好ましい実施態様によれば、ポリマーは25℃において液体である。ポリマーは、ブタジエンモノマー、スチレンモノマー、及び/又はその他のジエンモノマーを、重合した形で含むことができる。例えば、ポリマーは、ブタジエンホモポリマー(ポリブタジエン)であってもよく、又は、ブタジエン及びスチレンモノマーのコポリマーであってもよい。ポリマーは、1%~90%のビニル含有量、又は、例えば、5%~85%、10%~80%、15%~75%、20%~70%、25%~65%、30~60%等のビニル含有量を有することができる。一実施態様では、ポリマーは、液体ポリブタジエン及び液体スチレン-ブタジエンコポリマーのうち少なくとも一つを含み、ここで、ポリマーは、少なくとも10%の1,2-ビニル含有量を有する。さらに、ポリマーは、800g/mol~15,000g/molの数平均分子量(ゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される)を有することができる。好ましくは、ポリマーの数平均分子量は、1000g/mol~10,000g/molである。上記の特性の一つ以上を有する二つ以上の異なるポリマーの組み合わせが、硬化性低硫黄液体ゴム組成物において利用され得る。 According to one aspect of the invention, a curable low sulfur liquid rubber composition is provided comprising at least one polymer and a peroxide system. The polymer is produced from at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms. According to a preferred embodiment, the polymer is liquid at 25°C. The polymer can include butadiene monomers, styrene monomers, and/or other diene monomers in polymerized form. For example, the polymer may be a butadiene homopolymer (polybutadiene) or a copolymer of butadiene and styrene monomers. The polymer may have a vinyl content of 1% to 90% or, for example, % vinyl content. In one embodiment, the polymer comprises at least one of liquid polybutadiene and liquid styrene-butadiene copolymer, wherein the polymer has a 1,2-vinyl content of at least 10%. Additionally, the polymer can have a number average molecular weight (determined by gel permeation chromatography) from 800 g/mol to 15,000 g/mol. Preferably, the number average molecular weight of the polymer is between 1000 g/mol and 10,000 g/mol. A combination of two or more different polymers having one or more of the above properties may be utilized in the curable low sulfur liquid rubber composition.
硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、過酸化物系を含む。特定の過酸化物又は有機過酸化物の組み合わせを選択することにより、増加された架橋密度を有利に有しながら、硫黄含有量(例えば、1%以下の硫黄含有量)及び架橋剤の量を低減しつつ、硬化したゴム組成物が得られることが発見された。過酸化物系は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する少なくとも一つの有機過酸化物を含む。表1は、例示的な有機過酸化物の一覧を提供し、表中の最初の3つの有機過酸化物は、本発明での使用のために適した10時間半減期分解温度を有する。 A curable low sulfur liquid rubber composition includes a peroxide system. By selecting specific peroxides or combinations of organic peroxides, the sulfur content (e.g., sulfur content of 1% or less) and the amount of crosslinker can be reduced while advantageously having increased crosslink density. It has been discovered that a cured rubber composition can be obtained with a reduction. The peroxide system comprises at least one organic peroxide having a 10 hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C. Table 1 provides a list of exemplary organic peroxides, the first three organic peroxides in the table having 10 hour half-life decomposition temperatures suitable for use in the present invention.
「半減期」は、特定の温度での有機過酸化物の分解速度を表す、便利な方法である。最初に存在していた有機過酸化物の半分が、任意の特定の温度において分解するのに必要な時間が測定される。これらの時間測定は、いくつかの温度において実施することができる。得られたデータを、時間を単位とした半減期対温度として対数用紙に描くと、直線が得られる。この線から、所定の有機過酸化物の半分が、10時間で分解する温度を内挿することができる。これが、10時半減期分解温度として知られている。 "Half-life" is a convenient way of expressing the rate of decomposition of an organic peroxide at a particular temperature. The time required for half of the organic peroxide originally present to decompose at any particular temperature is measured. These time measurements can be performed at several temperatures. Plotting the resulting data on logarithmic paper as half-life in units of time versus temperature yields a straight line. From this line it is possible to interpolate the temperature at which half of a given organic peroxide decomposes in 10 hours. This is known as the 10:00 half-life decomposition temperature.
当技術分野では、有機過酸化物の正確な10時間分解半減期温度は、使用される試験条件によって、多少変化し得ることが認識されている。例えば、使用する溶媒系及び有機過酸化物の濃度は、測定される10時間分解半減期温度への比較的小さな影響を有し得る。本明細書で使用する場合、有機過酸化物の10時間分解半減期温度は、以下の文献で報告されているような10時間分解半減期温度である:“Peroxide Vulcanization of Elastomers”, P. R. Dluzneski, Rubber Chemistry and Technology, vol. 74 (2001), pp. 451-492。特定の有機過酸化物の10時間分解半減期温度が前述の文献に記載されていない場合、その10時間分解半減期温度は、モノクロロベンゼン中の0.1mol/Lの濃度の有機過酸化物を用いて測定される10時間半減期分解温度とする。 It is recognized in the art that the exact 10 hour decomposition half-life temperature of an organic peroxide can vary somewhat depending on the test conditions used. For example, the solvent system used and the concentration of the organic peroxide can have a relatively small effect on the measured 10-hour decomposition half-life temperature. As used herein, the 10-hour decomposition half-life temperature of an organic peroxide is the 10-hour decomposition half-life temperature as reported in the following literature: "Peroxide Vulcanization of Elastomers", P. R. Dluzneski, Rubber Chemistry and Technology, vol. 74 (2001), pp. 451-492. If the 10-hour decomposition half-life temperature of a particular organic peroxide is not described in the aforementioned literature, the 10-hour decomposition half-life temperature is determined by adding the organic peroxide at a concentration of 0.1 mol/L in monochlorobenzene. 10-hour half-life decomposition temperature measured using
特定の実施形態によれば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物中に存在する過酸化物系は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する一又は複数の有機過酸化物からなる(すなわち、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する1つ以上の有機過酸化物以外の有機過酸化物を含まない)。一実施形態では、過酸化物系は、ペルオキシケタール(例えば、1,1'-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、又はジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン)、過酸化ジアシル(例えば、過酸化ジベンゾイル、又は過酸化ジラウロイル)、及びペルオキシエステル(例えば、tert-ブチルペルオキシイソブチレート、又はtert-アミルペルオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート)からなる群から選択される少なくとも一つの過酸化物を含む。別の実施形態では、過酸化物系は、ペルオキシケタール(例えば、1,1'-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、又はジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン)、過酸化ジアシル(例えば、過酸化ジベンゾイル)、及びペルオキシエステルからなる群から選択される過酸化物からなる。 According to certain embodiments, the peroxide system present in the curable low sulfur liquid rubber composition consists of one or more organic peroxides having a 10 hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C. (ie, the curable low-sulfur liquid rubber composition does not contain organic peroxides other than one or more organic peroxides having a 10 hour decomposition half-life temperature of 60° C. to 100° C.). In one embodiment, the peroxide system is a peroxyketal (eg, 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, or di(tert-butylperoxy)-cyclohexane), at least one selected from the group consisting of diacyl peroxide (e.g., dibenzoyl peroxide or dilauroyl peroxide) and peroxyesters (e.g., tert-butylperoxyisobutyrate or tert-amylperoxy-2-ethylhexyl carbonate); containing one peroxide. In another embodiment, the peroxide system is a peroxyketal (eg, 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, or di(tert-butylperoxy)-cyclohexane) , diacyl peroxide (eg, dibenzoyl peroxide), and peroxyesters.
過酸化物系は、二つ以上の有機過酸化物を含むことができる。例えば、過酸化物系は、ペルオキシケタール(例えば、1,1'-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、又はジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン)、過酸化ジアシル(例えば、過酸化ジベンゾイル、又は過酸化ジラウロイル)、及びペルオキシエステル(例えば、tert-ブチルペルオキシイソブチレート、又はtert-アミルペルオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート)からなる群から選択される少なくとも二つの過酸化物を含むことができる。好ましくは、過酸化物系の二つ以上の過酸化物は、1,1'-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1'-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン、及び過酸化ジベンゾイルからなる群から選択される。 The peroxide system can contain two or more organic peroxides. For example, peroxide systems include peroxyketals (eg, 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, or di(tert-butylperoxy)-cyclohexane), diacyl peroxide (e.g. dibenzoyl peroxide or dilauroyl peroxide) and peroxyesters (e.g. tert-butylperoxyisobutyrate or tert-amylperoxy-2-ethylhexyl carbonate). can contain things. Preferably, the two or more peroxides of the peroxide system are 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1′-di(tert-butylperoxy) )-cyclohexane, and dibenzoyl peroxide.
硬化性低硫黄液体ゴム組成物中に存在する過酸化物系の量は、使用する過酸化物の種類、ポリマーの反応性、助剤(存在する場合)の種類及び反応性、並びに要求される硬化特性及び目標の硬化ゴムの特性、並びにその他の要因によって変化する。しかしながら、典型的には、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、1~14phrの量の過酸化物系を含むことができる。本明細書で使用される場合、「phr」という用語は樹脂100重量部に対する重量部を意味し、ここで、樹脂は、硬化性低硫黄ゴム組成物中に存在する反応性ポリマー(例えば、液体ポリブタジエンポリマー)、又は反応性(架橋性)ポリマーの組み合わせである。 The amount of peroxide system present in the curable low sulfur liquid rubber composition will depend on the type of peroxide used, the reactivity of the polymer, the type and reactivity of co-agents (if present), and the required It will vary depending on the cure properties and properties of the target cured rubber, as well as other factors. Typically, however, curable low sulfur liquid rubber compositions may contain the peroxide system in amounts of 1 to 14 phr. As used herein, the term "phr" means parts by weight per 100 parts resin, where resin is a reactive polymer (e.g., liquid polymer) present in the curable low sulfur rubber composition. polybutadiene polymer), or a combination of reactive (crosslinkable) polymers.
硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、硫黄又は硫黄化合物以外の、架橋のために適した少なくとも一つの助剤を含むことができる。助剤は、一分子あたり一つ又は複数のエチレン性不飽和部位(炭素-炭素二重結合)を含むことができ、アクリレート、メタクリレート、ビスマレイミド、ビニルエステル、アリル化合物、及びそれらの誘導体からなる群から選択されることができる。本発明の好ましい実施形態では、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は合計で0phr~30phrの助剤を含む。別の実施形態では、低硫黄液体ゴム組成物は、0.5~15重量%の助剤を含んでもよい。しかしながら、一実施形態では、適切な硬化は、硬化を促進するための相当量の助剤なしで、例えば、15重量%未満、10重量%未満、5重量%未満、1重量%未満の低硫黄液体ゴム組成物の硬化促進のための添加剤で、得ることができる。有利には、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、0~3重量%の硫黄含有量を有する。好ましくは、低硫黄液体ゴム組成物の硫黄含有量は、0~0.9重量%であり、より好ましくは0~0.75重量%であり、より好ましくは0~0.6重量%であり、又は、より好ましくは0~0.5重量%である。 The curable low-sulfur liquid rubber composition may contain at least one auxiliary agent other than sulfur or a sulfur compound suitable for crosslinking. Coagents can contain one or more sites of ethylenic unsaturation (carbon-carbon double bonds) per molecule and consist of acrylates, methacrylates, bismaleimides, vinyl esters, allyl compounds, and derivatives thereof. can be selected from the group. In a preferred embodiment of the invention, the curable low sulfur liquid rubber composition comprises 0 phr to 30 phr total coagents. In another embodiment, the low sulfur liquid rubber composition may contain 0.5 to 15 weight percent coagent. However, in one embodiment, a suitable cure is a low sulfur content, e.g., less than 15 wt.%, less than 10 wt.%, less than 5 wt.%, less than 1 wt. It can be obtained as an additive for accelerating the curing of liquid rubber compositions. Advantageously, the curable low-sulfur liquid rubber composition has a sulfur content of 0-3% by weight. Preferably, the sulfur content of the low sulfur liquid rubber composition is 0-0.9 wt%, more preferably 0-0.75 wt%, more preferably 0-0.6 wt%. , or more preferably 0 to 0.5% by weight.
硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、150℃以下の温度で硬化可能であるように適合されている。例えば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は最適な架橋密度を有するように、100℃~150℃の温度で2時間以下、加熱されてもよい。例えば、低硫黄液体ゴム組成物は、最適な架橋密度を有するように、100℃~140℃の温度範囲で、例えば、105℃~135℃、110℃~130℃、又は115~125℃で、2時間以下、加熱されてもよい。さらに又は代わりに、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、硬化したゴム組成物のねじりせん断差が6dNm以上(例えば、6dNm以上のトルクの変化として測定される)になるまで、100℃~150℃の温度で2時間以下、液体ゴム組成物を加熱することによって、硬化されることができる。例えば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃、105℃~135℃、110℃~130℃、又は115~125℃の温度範囲で、液体ゴム組成物を2時間以下、加熱することによって、6dNm以上のねじりせん断力差を有するように硬化されてもよい。一実施形態では、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、上記の範囲の温度で、液体ゴム組成物を2時間以下、加熱することによって、8dNm以上のねじりせん断力差を有するように硬化されてもよい。別の実施形態では、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、上記の範囲の温度で、液体ゴム組成物を2時間以下、加熱することによって、12dNm以上のねじりせん断力差を有するように硬化されてもよい。 The curable low sulfur liquid rubber composition is adapted to be curable at temperatures of 150°C or less. For example, the curable low sulfur liquid rubber composition may be heated to a temperature of 100° C. to 150° C. for up to 2 hours to have the optimum crosslink density. For example, the low-sulfur liquid rubber composition has an optimum crosslink density at a temperature range of 100°C to 140°C, such as 105°C to 135°C, 110°C to 130°C, or 115-125°C. May be heated for 2 hours or less. Additionally or alternatively, the curable low-sulfur liquid rubber composition is heated at 100° C. to 150° C. until the cured rubber composition has a torsional shear differential of 6 dNm or more (e.g., measured as a change in torque of 6 dNm or more). can be cured by heating the liquid rubber composition for up to 2 hours at a temperature of . For example, the curable low-sulfur liquid rubber composition is heated in a temperature range of 100° C. to 140° C., 105° C. to 135° C., 110° C. to 130° C., or 115° C. to 125° C. for 2 hours or less. may be cured to have a torsional shear force differential of 6 dNm or more. In one embodiment, the curable low sulfur liquid rubber composition is cured to have a torsional shear force differential of 8 dNm or more by heating the liquid rubber composition to a temperature in the above range for 2 hours or less. good too. In another embodiment, the curable low sulfur liquid rubber composition is cured to have a torsional shear force differential of 12 dNm or more by heating the liquid rubber composition to a temperature in the above range for 2 hours or less. may
少なくとも1つの液体ゴム樹脂を基にした配合によって達成される架橋度は、公知の最先端技術により、ロータレスねじりせん断レオメータを使用することで推定することができる。そのような装置は、試料の架橋反応中に試料の変形抵抗によって生成される力を測定する。この力は、トルクとして測定される(単位:dNm)。ロータレスねじりせん断レオメータによって提供されるデータから計算されるトルクの差は、液体ゴム組成物の架橋密度にほぼ比例する。 The degree of cross-linking achieved by formulations based on at least one liquid rubber resin can be estimated using a rotorless torsional shear rheometer according to known state-of-the-art techniques. Such devices measure the force generated by the deformation resistance of the sample during the cross-linking reaction of the sample. This force is measured as torque (unit: dNm). The difference in torque calculated from data provided by a rotorless torsional shear rheometer is approximately proportional to the crosslink density of the liquid rubber composition.
本発明の別の態様によれば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を製造するための方法が提供される。この方法は、炭素原子数4の炭素鎖を有する少なくとも一つのモノマーを重合して、1%~90%のビニル含有量及び800g/mol~15,000g/molの数平均分子量を有するポリマーを製造することを含むことができる。代わりに、適切なポリマーは、Total Cray Valley(商標)等の会社から商業的に入手することができる。 According to another aspect of the invention, a method is provided for making a curable low sulfur liquid rubber composition. The method polymerizes at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms to produce a polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol. can include doing Alternatively, suitable polymers are commercially available from companies such as Total Cray Valley™.
さらに、この方法は、製造した/得られたポリマーと、過酸化物系とを組み合わせることで、硬化性低硫黄液体組成物を調製することを含む。過酸化物系は、上述のように、60℃~100℃の範囲の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一つの有機過酸化物を含む。望ましくは、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、0~1重量%の硫黄含有量を有する。添加剤及び助剤は、当業者に知られた処理工程を用いて、本明細書で議論されるように、硬化性低硫黄液体組成物に組み込まれることができる。 Additionally, the method includes combining the produced/obtained polymer with a peroxide system to prepare a curable low-sulfur liquid composition. The peroxide system includes at least one organic peroxide having a 10-hour decomposition half-life temperature in the range of 60°C to 100°C, as described above. Desirably, the curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and has a sulfur content of 0 to 1% by weight. Additives and adjuvants can be incorporated into the curable low-sulfur liquid composition as discussed herein using processing steps known to those skilled in the art.
本発明のさらなる態様によれば、硬化した低硫黄ゴムが提供される。硬化した低硫黄ゴムは、本明細書で開示されるように硬化性低硫黄液体ゴム組成物を加熱することにより、硬化性低硫黄液体ゴム組成物の硬化によって得られる。硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、有利には、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、0~1重量%の硫黄含有量を有する。このような硬化の結果として、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、固体エラストマー(ゴム状の)組成物に変換される(例えば、架橋反応によって)。典型的には、硬化は、少なくともポリマー成分を伴う、所望の架橋反応を開始するのに有効な温度に、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を加熱することよって達成される。 According to a further aspect of the invention, a cured low sulfur rubber is provided. The cured low sulfur rubber is obtained by curing the curable low sulfur liquid rubber composition by heating the curable low sulfur liquid rubber composition as disclosed herein. The curable low sulfur liquid rubber composition is advantageously curable at temperatures of 100° C. to 140° C. and has a sulfur content of 0 to 1% by weight. As a result of such curing, the curable low-sulfur liquid rubber composition is converted (eg, by a cross-linking reaction) into a solid elastomeric (rubber-like) composition. Curing is typically accomplished by heating the curable low sulfur liquid rubber composition to a temperature effective to initiate the desired cross-linking reaction involving at least the polymer component.
選択的に、特定の最終用途(例えば、接着剤及び封止剤用途)に必要な、又は望まれた最終特性を達成するために、硬化性低硫黄液体ゴム組成物に、一種又は複数種の追加の成分が含まれてもよい。このような選択的な追加成分の例示列挙は、以下のとおり:
-一種又は複数種の固体ゴム又は固体エラストマー;
-充填材、好ましくは、一部の過酸化物の分解を防止/低減するために、熱処理又はシラン、樹脂、若しくはカチオン種で処理された充填材;
-粘着性付与剤及び/又はカップリング剤;
-官能化液体ゴム樹脂(例えば、マレイン化液体ポリブタジエン樹脂)のような接着促進剤;
-パラフィン油のような可塑剤又は伸展油;及び/又は
-熱、熱酸化、及び/又はオゾン劣化に対する安定剤。
Optionally, one or more of Additional ingredients may be included. An illustrative list of such optional additional ingredients follows:
- one or more solid rubbers or solid elastomers;
- Fillers, preferably heat treated or treated with silanes, resins or cationic species to prevent/reduce decomposition of some peroxides;
- tackifiers and/or coupling agents;
- adhesion promoters such as functionalized liquid rubber resins (e.g. maleated liquid polybutadiene resins);
- plasticizers or extender oils, such as paraffin oil; and/or - stabilizers against heat, thermal oxidation and/or ozone degradation.
本発明の特定の実施形態によれば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、少なくとも一つの充填材、特に、少なくとも一つの無機充填材を含む。適切な充填材は、硬化性液体ゴム組成物に関する、当技術分野で既知の任意の充填材を包含し、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、マイカ、酸化カルシウム、アルミナ、炭酸マグネシウム等が挙げられる。前述の充填材は、一部の過酸化物の分解を防止又は低減するために、熱処理され、又はシラン、樹脂、若しくはカチオン種で処理されることができる。硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、例えば、75phrまでの充填材を含むことができる。 According to a particular embodiment of the invention, the curable low sulfur liquid rubber composition comprises at least one filler, in particular at least one inorganic filler. Suitable fillers include any filler known in the art for curable liquid rubber compositions, such as calcium carbonate, silica, carbon black, clay, talc, mica, calcium oxide, alumina, carbonate Magnesium etc. are mentioned. The aforementioned fillers can be heat treated or treated with silanes, resins, or cationic species to prevent or reduce decomposition of some peroxides. A curable low sulfur liquid rubber composition can contain, for example, up to 75 phr of filler.
硬化した架橋低硫黄ゴムは、好ましくは、1重量%超の硫黄含有量が提供されるのに有効な硫黄又は硫黄化合物の量を用いて、過酸化物系なしで硬化した、類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも2.0dNm大きいねじりせん断力を有する。一実施形態では、硬化した架橋低硫黄ゴムは、好ましくは、1重量%超の硫黄含有量が提供されるのに有効な硫黄又は硫黄化合物の量を用いて、過酸化物系なしで硬化した、類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも6.0dNm大きいトルク差を有する。別の実施形態では、硬化した架橋低硫黄ゴムは、好ましくは、1重量%超の硫黄含有量が提供されるのに有効な硫黄又は硫黄化合物の量を用いて、過酸化物系なしで硬化した、類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも8.0dNm大きいトルク差を有する。さらに他の実施形態では、硬化した架橋低硫黄ゴムは、好ましくは、1重量%超の硫黄含有量が提供されるのに有効な硫黄又は硫黄化合物の量を用いて、過酸化物系なしで硬化した、類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも12.0dNm大きいトルク差を有する。 The cured crosslinked low sulfur rubber is preferably a similar crosslinked sulfur cured without a peroxide system using an amount of sulfur or sulfur compounds effective to provide a sulfur content of greater than 1% by weight. It has a torsional shear strength at least 2.0 dNm greater than rubber. In one embodiment, the cured crosslinked low sulfur rubber is preferably cured without a peroxide system using an amount of sulfur or sulfur compounds effective to provide a sulfur content of greater than 1% by weight. , has a torque difference of at least 6.0 dNm greater than that of similar crosslinked sulfur rubbers. In another embodiment, the cured crosslinked low sulfur rubber is preferably cured without a peroxide system, using an amount of sulfur or sulfur compounds effective to provide a sulfur content of greater than 1% by weight. It has a torque difference of at least 8.0 dNm greater than similar crosslinked sulfur rubbers. In still other embodiments, the cured crosslinked low sulfur rubber is preferably cured without a peroxide system, using an amount of sulfur or sulfur compounds effective to provide a sulfur content of greater than 1 wt%. It has a torque difference of at least 12.0 dNm greater than a cured, similar crosslinked sulfur rubber.
本発明の硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、自動車又はその他の乗り物の用途等における、振動及び/又は音響ノイズの低減を目的とした材料の製造に特に有用である。硬化状態の硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、音響減衰特性を有する。当技術分野で既知の、又は従来の塗工、成形(molding)、成形(shaping)、形成又は含侵方法のいずれかを使用して、本発明に係る硬化性低硫黄液体ゴム組成物から得られる、硬化したゴムを含む物品を製造することができる。例えば、本発明の硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、エラストマー製品又はエラストマー部品を一般的に含む複合製品を備える、音響減衰部品、ベルト、ホース、ゴムローラ、工業製品、振動マウント、タイヤ等の製造に利用することができる。本発明の硬化性低硫黄液体ゴム組成物を、接着剤、封止剤及び塗工剤として使用することも考えられる。一実施形態では、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、吹付け、浸漬、ローラ塗工などの適切な技術を用いて、基材表面(例えば、金属シート、パネル又は他のそのような構成要素)に適用され、その後、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を硬化させる温度に加熱される。したがって、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、吹付けによって適用できる粘度を有するように、配合することができる。例えば、硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、ロボットシステムのような自動適用システムを用いて吹付け可能にしてもよい。 The curable low-sulfur liquid rubber compositions of the present invention are particularly useful in the manufacture of materials intended to reduce vibration and/or acoustic noise, such as in automotive or other vehicle applications. The curable low-sulfur liquid rubber composition in the cured state has sound dampening properties. Obtained from the curable low sulfur liquid rubber composition of the present invention using any of the art-known or conventional coating, molding, shaping, forming or impregnation methods. An article comprising cured rubber can be manufactured. For example, the curable low-sulfur liquid rubber compositions of the present invention are used in the manufacture of sound dampening parts, belts, hoses, rubber rollers, industrial products, vibration mounts, tires, etc., comprising elastomeric articles or composite articles generally comprising elastomeric parts. can be used for The use of the curable low-sulfur liquid rubber compositions of the present invention as adhesives, sealants and coating agents is also contemplated. In one embodiment, the curable low-sulfur liquid rubber composition is applied to a substrate surface (e.g., metal sheet, panel or other such component using suitable techniques such as spraying, dipping, roller coating, etc.). ) and then heated to a temperature to cure the curable low sulfur liquid rubber composition. Thus, a curable low sulfur liquid rubber composition can be formulated to have a viscosity that can be applied by spraying. For example, the curable low sulfur liquid rubber composition may be sprayable using an automated application system such as a robotic system.
明確かつ簡潔な明細書の記載を可能にする形で、本明細書中に実施態様が説明されているが、しかし実施態様は本発明を逸脱することなしに種々に組み合わせ又は分離し得ることが意図されており、そしてこのことは言うまでもない。例えば、言うまでもなく、本明細書中に記載された全ての好ましい特徴は、本明細書中に記載された本発明の全ての態様に適用することができる。 Embodiments have been described herein in a manner that enables clear and concise description of the specification, but it is understood that the embodiments may be combined or separated in various ways without departing from the invention. It is intended, and this goes without saying. For example, it should be understood that all preferred features described herein are applicable to all aspects of the invention described herein.
いくつかの実施態様では、本明細書中の発明は、硬化性低硫黄液体ゴム組成物の基本的で新規の特徴、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を用いるプロセス、又は硬化性低硫黄液体ゴム組成物を用いて作られる物品に実質的に影響を与えないエレメント又はプロセス工程を排除するものと解釈することができる。加えて、いくつかの実施態様では、本発明は、本明細書中で特定されないいかなるエレメント又はプロセス工程をも排除するものと解釈することができる。 In some embodiments, the invention herein provides basic novel features of a curable low-sulfur liquid rubber composition, a process using a curable low-sulfur liquid rubber composition, or a curable low-sulfur liquid rubber composition. It can be interpreted as excluding elements or process steps that do not materially affect the article made using the composition. Additionally, in some embodiments, the invention may be construed to exclude any element or process step not specified herein.
本発明は本明細書中で特定の実施態様に関連して例示され説明されてはいるものの、本発明は、示された詳細に限定されるものではない。むしろ、請求項の均等物の範囲内で、そして本発明を逸脱することなしに、種々の変更を詳細に加えることができる。 Although the invention is illustrated and described herein with reference to specific embodiments, the invention is not limited to the details shown. Rather, various modifications may be made in the details within the scope and range of equivalents of the claims and without departing from the invention.
以下の非限定的な例は、本発明の態様から得られる利点を説明する目的で提供される。 The following non-limiting examples are provided for the purpose of illustrating the advantages that can be obtained from aspects of the present invention.
<例1>
液体ゴム組成物は、架橋剤として作用する硫黄又は硫黄含有化合物(例えば、組成物の総重量の4%を超える量);硬化及び架橋密度を最適化する促進剤及び/又は超促進剤(例えば、配合物の総重量の1.0%~7.0%の量);及び活性剤系(例えば、ZnO/ステアリン酸化合物)を含む加硫系を用いて加硫することができる。液体ゴム組成物中の硫黄及び促進剤の総量は、一般的に、5重量%より多い。以下に示す表2は、液体ゴム組成物を加硫するための典型的な配合を提供する。TBBSは、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミドであり、TMTDはテトラメチルチウラムジスルフィドである。
<Example 1>
The liquid rubber composition contains sulfur or a sulfur-containing compound (e.g., in an amount greater than 4% of the total weight of the composition) that acts as a cross-linking agent; accelerators and/or super-accelerators (e.g., , an amount of 1.0% to 7.0% of the total weight of the formulation); and an activator system (eg, a ZnO/stearate compound). The total amount of sulfur and accelerators in the liquid rubber composition is generally greater than 5 weight percent. Table 2, shown below, provides typical formulations for vulcanizing liquid rubber compositions. TBBS is N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide and TMTD is tetramethylthiuram disulfide.
以下の表3は、Total Cray Valley(商標)によって製造された、ブタジエンの低分子量ホモポリマー及びブタジエンとスチレンモノマーのコポリマーである、様々なRICON(登録商標)ポリマーを示す。 Table 3 below shows various RICON® polymers, which are low molecular weight homopolymers of butadiene and copolymers of butadiene and styrene monomers, manufactured by Total Cray Valley™.
AlphatechnologiesのPremier(商標)RPAのような動的機械粘弾性試験装置を使用して加硫速度を決定し、二つの異なる温度で(図1及び2を参照)液体ゴム組成物の架橋密度を推定した。このようなレオメータは、試験片の架橋反応中に、試験片の変形抵抗によって生成される力を測定する。この力は、トルクとして測定される(単位:dNm)。ロータレスねじりせん断レオメータによって提供されるデータから計算されたトルク差は、液体ゴム組成物の架橋密度にほぼ比例する。 A dynamic mechanical viscoelastic tester such as Alphatechnologies' Premier™ RPA was used to determine the vulcanization rate and estimate the crosslink density of the liquid rubber composition at two different temperatures (see Figures 1 and 2). bottom. Such rheometers measure the force generated by the specimen's resistance to deformation during the crosslinking reaction of the specimen. This force is measured as torque (unit: dNm). The torque difference calculated from data provided by a rotorless torsional shear rheometer is approximately proportional to the crosslink density of the liquid rubber composition.
大量の硫黄と促進剤を使用することにより(例えば、10重量%を超える硫黄と促進剤)を使用することにより、液体スチレン-ブタジエンコポリマー及び液体ポリブタジエンは、140℃~160℃の温度で架橋した。しかしながら、全ての硬化したゴム組成物の架橋密度は、この硬化温度範囲では(例えば、8dNm未満のトルク値によって示されるように)低いままであった。 By using large amounts of sulfur and accelerator (e.g., greater than 10 wt% sulfur and accelerator), liquid styrene-butadiene copolymers and liquid polybutadiene were crosslinked at temperatures between 140°C and 160°C. . However, the crosslink density of all cured rubber compositions remained low (eg, as indicated by torque values less than 8 dNm) in this cure temperature range.
<例2>
上記のPremier(商標)RPA装置を使用して、有機過酸化物を含む過酸化物系を使用したいくつかのRICON(登録商標)ポリマーの架橋密度を評価した。RICON(登録商標)131ポリマーを含む硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、表4に示す過酸化物系で硬化された。ねじりせん断力によって決定される、低硫黄液体ゴム組成物の架橋密度を評価し、図3にグラフとして示した。
<Example 2>
The Premier™ RPA instrument described above was used to evaluate the crosslink density of several RICON® polymers using peroxide systems, including organic peroxides. Curable low sulfur liquid rubber compositions containing
RICON(登録商標)131ポリマーの1,2-ビニル基含有量は35%未満だった。図3に示すように、RICON(登録商標)131を含む低硫黄液体ゴム組成物は、標準的な有機過酸化物との反応性は高くなかった。しかしながら、3つの過酸化物系は、硫黄を含む加硫系よりも高い架橋密度を提供することが示された。さらに、過酸化物系によってRICON(登録商標)131を含む液体ゴム組成物を硬化するために使用された架橋剤の量は、大幅に、例えば約26%減少し、高い架橋量を達成するために促進剤は必要なかった。2つの有機過酸化物を含む過酸化物系は、140℃以下の温度でRICON(登録商標)131を含む低硫黄液体ゴム組成物を硬化させるのに非常に効果的であった。さらに、2つの有機過酸化物を使用した過酸化物系は、最も高い量の架橋を生成した。
The 1,2-vinyl group content of the
<例3>
RICON(登録商標)156ポリマーを含む液体ゴム組成物は、液体ゴム組成物が過酸化物系を使用して130℃の温度で硬化できるかどうかを決定するために、過酸化物系又は加硫系のいずれかを使用して硬化した。以下の表5は、この例で試験した液体ゴム組成物の詳細を示す。
<Example 3>
A liquid rubber composition containing the
図4に示すように、硫黄を基にした加硫系によって140℃の温度で硬化させたゴム組成物の架橋密度は、過酸化物系によって130℃の温度で硬化させた低硫黄ゴム組成物の架橋密度よりもはるかに低かった。さらに、過酸化物系による低硫黄ゴム組成物の硬化の間に関与する生成物の量は、硫黄を基にした加硫系によるゴム組成物の硬化の間に関与する生成物の量と比較して、大幅に(例えば、50%超)減少した。 As shown in Figure 4, the crosslink density of the rubber composition cured at a temperature of 140°C with a sulfur-based vulcanization system is higher than that of the low sulfur rubber composition cured with a peroxide system at a temperature of 130°C. was much lower than the crosslink density of Further, the amount of products involved during curing of low sulfur rubber compositions with peroxide systems is compared to the amount of products involved during curing of rubber compositions with sulfur based vulcanization systems. and decreased significantly (eg, by more than 50%).
<例4>
RICON(登録商標)142ポリマーを含む液体ゴム組成物を、過酸化物系又は加硫系を使用して硬化し、高いビニル含有量を有する液体ゴム組成物の硬化によって生成する架橋密度を評価した。RICON(登録商標)142ポリマーは、約55%のビニル含有量を有する。RICON(登録商標)142を含む液体ゴム組成物を表6に示す。図5は、RICON(登録商標)142ポリマーを含むゴム組成物の硬化中の(測定されたトルク差によって示される)架橋密度を比較するグラフを示す。
<Example 4>
Liquid rubber compositions containing
約55%のビニル含有量を有し、RICON(登録商標)142を含む、液体ゴム組成物を過酸化物系によって硬化させると、硫黄を基にした加硫系によって硬化させたゴム組成物に比べて非常に大きな架橋密度を有する硬化したゴム組成物が生成することが判明した。1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサンと、ジ(t-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサンとを組み合わせることによって、硬化のために使用された化学成分の量を3.5倍超削減しながら、硬化したゴム組成物の架橋密度は(標準的な加硫系と比較して)3倍に増加した。
Curing a liquid rubber composition having a vinyl content of about 55% and comprising
<例5>
RICON(登録商標)150、又はRICON(登録商標)100を含む液体ゴム組成物は、過酸化物系又は硫黄を基にした加硫系によって硬化され、硫黄を基にした加硫系と比較して過酸化物系によって生成された架橋密度が評価された。液体ゴム組成物の配合を表7に提供し、液体ゴム組成物の硬化中の架橋密度を比較するグラフを図6に提供する。
<Example 5>
Liquid rubber compositions containing
有利には、過酸化物系、及び高いビニル含有量を有する液体ポリブタジエン(例えば、RICON(登録商標)150)、又は高いビニル含有量を有するスチレン-ブタジエンコポリマー(例えば、RICON(登録商標)100)を用いることによって、高い架橋密度及び、著しく低減された架橋剤の量(硫黄を基にした加硫系を用いて硬化された類似のゴム組成物と比較して、約70%少ない架橋剤)を有する硬化された低硫黄ゴム組成物が得られることが観察された。これらの結果は、120℃及び130℃の硬化温度で観察された。 Advantageously, a peroxide system and a liquid polybutadiene with a high vinyl content (eg RICON® 150) or a styrene-butadiene copolymer with a high vinyl content (eg RICON® 100) high crosslink density and significantly reduced amount of crosslinker (approximately 70% less crosslinker compared to similar rubber compositions cured using sulfur-based vulcanization systems) by using was observed to result in a cured low sulfur rubber composition having a These results were observed at curing temperatures of 120°C and 130°C.
<例6>
液体ゴム樹脂及び過酸化物系を基にした硬化性組成物のさらなる研究が、その硬化速度をさらに改善するために(硫黄加硫系と比較して)、実施された。以下に、液体ゴム樹脂を基にした、140℃で(両方の種類の架橋系によって)硬化された組成物の例を示す:
液体ゴム組成物は、過酸化物系又は硫黄を基にした加硫系によって140℃で硬化され、好ましい過酸化物系による硬化の効果と比較された。表8は、液体ゴム組成物の配合を提供する。
<Example 6>
Further investigation of curable compositions based on liquid rubber resins and peroxide systems was carried out to further improve their cure speed (compared to sulfur vulcanization systems). Below are examples of compositions based on liquid rubber resins and cured at 140° C. (with both types of crosslinking systems):
Liquid rubber compositions were cured at 140° C. with a peroxide system or a sulfur-based vulcanization system and compared to the effects of curing with a preferred peroxide system. Table 8 provides the formulation of the liquid rubber composition.
過酸化物系によって硬化された低硫黄ゴム組成物は、硫黄を基にした加硫系によって硬化されたゴム組成物の硬度と硬化時間とほぼ等しい硬度と硬化時間を有していた。しかしながら、過酸化物系によって硬化された低硫黄ゴム組成物は、有利には、硫黄を基にした加硫系によって硬化されたゴム組成物よりも38%少ない架橋剤を含んでいた。
本開示は、更に以下の態様を含んでいる:
《態様1》
炭素原子数4の炭素鎖を有する少なくとも一つのモノマーを重合形態で含むポリマーであって、前記ポリマーは、1%~90%のビニル含有量及び800g/mol~15,000g/molの数平均分子量を有するポリマーと;
60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一つの有機過酸化物を含む過酸化物系と;
を含む硬化性低硫黄液体ゴム組成物であって、
前記組成物は、0~1重量%の硫黄含有量を有し、かつ、100℃~140℃の温度で硬化可能である、組成物。
《態様2》
前記ポリマーが、ブタジエンを重合形態で含む、態様1に記載の組成物。
《態様3》
前記ポリマーが、ブタジエン及びスチレンを重合形態で含む、態様1に記載の組成物。
《態様4》
前記ポリマーが、液体ポリブタジエン及び液体スチレン-ブタジエンコポリマーのうち少なくとも一つを含み、かつ、少なくとも10%の1,2-ビニル含有量を有する、態様1に記載の組成物。
《態様5》
前記少なくとも一つの過酸化物が、ペルオキシケタール、過酸化ジアシル、及びペルオキシエステルからなる群から選択される、態様1に記載の組成物。
《態様6》
前記過酸化物系が、少なくとも二つの有機過酸化物を含む、態様1に記載の組成物。
《態様7》
前記少なくとも二つの有機過酸化物が、ペルオキシケタール、過酸化ジアシル、及びペルオキシエステルからなる群から選択される、態様6に記載の組成物。
《態様8》
前記少なくとも二つの過酸化物が、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン、及び過酸化ジベンゾイルからなる群から選択される、態様5に記載の組成物。
《態様9》
前記組成物が、架橋に適した、硫黄又は硫黄化合物以外の、0.5重量%~15重量%の少なくとも一つの助剤をさらに含む、態様1に記載の組成物。
《態様10》
前記少なくとも一つの助剤が、アクリレート、メタクリレート、ビスマレイミド、ビニルエステル、アリル化合物、及びそれらの誘導体からなる群から選択される、態様9に記載の組成物。
《態様11》
前記組成物が、110℃~140℃の温度で硬化可能である、態様1に記載の組成物。
《態様12》
前記組成物が、120℃~140℃の温度で硬化可能である、態様11に記載の組成物。
《態様13》
前記組成物が、前記組成物の硬化を促進するのに適した添加剤又は助剤をさらに含む、態様1に記載の組成物。
《態様14》
前記組成物が、鉱油又は芳香族系油を含まない、態様1に記載の組成物。
《態様15》
100℃~140℃の温度で硬化した態様1に記載の組成物を含む、架橋低硫黄ゴム。
《態様16》
前記硬化した架橋低硫黄ゴムが、1重量%超の硫黄含有量を提供するのに有効な量の硫黄又は硫黄化合物を用い、過酸化物系なしで硬化した類似の架橋硫黄ゴムよりも、少なくとも2.0dNm大きいねじりせん断差を有する、態様15に記載の架橋低硫黄ゴム。
《態様17》
態様1に記載の硬化性低硫黄液体ゴム組成物を加熱により硬化させる工程;
を含む、硬化した低硫黄ゴムを製造する方法であって、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、かつ、0~1重量%の硫黄含有量を有する方法。
《態様18》
炭素原子数4の炭素鎖を有する少なくとも一つのモノマーを重合して、1%~90%のビニル含有量、及び800g/mol~15,000g/molの数平均分子量を有するポリマーを生成する工程;及び
前記生成されたポリマー及び過酸化物系を基にして、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を調製する工程;
を含む、架橋低硫黄ゴムを製造する方法であって、前記過酸化物系は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有する、少なくとも一つの有機過酸化物を含み、ここで、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、0~1重量%の硫黄含有量を有する方法。
The low sulfur rubber composition cured by the peroxide system had a hardness and cure time approximately equal to the hardness and cure time of the rubber composition cured by the sulfur based vulcanization system. However, the low sulfur rubber composition cured by the peroxide system advantageously contained 38% less crosslinker than the rubber composition cured by the sulfur based vulcanization system.
The disclosure further includes the following aspects:
<<
A polymer comprising in polymerized form at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms, said polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol. a polymer having
a peroxide system comprising at least one organic peroxide having a 10 hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C;
A curable low-sulfur liquid rubber composition comprising
A composition, wherein said composition has a sulfur content of 0-1% by weight and is curable at a temperature of 100°C to 140°C.
<<
The composition of
<<
The composition of
<<
The composition of
<<
A composition according to
<<
A composition according to
<<
7. The composition of
<<Aspect 8>>
the at least two peroxides are 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1′-di(tert-butylperoxy)-cyclohexane, and dibenzoyl peroxide A composition according to
<<Aspect 9>>
A composition according to
<<
10. The composition of aspect 9, wherein the at least one coagent is selected from the group consisting of acrylates, methacrylates, bismaleimides, vinyl esters, allyl compounds, and derivatives thereof.
<<Aspect 11>>
The composition according to
<<Aspect 12>>
The composition according to aspect 11, wherein said composition is curable at a temperature of 120°C to 140°C.
<<Aspect 13>>
A composition according to
<<Aspect 14>>
A composition according to
<<
A crosslinked low sulfur rubber comprising the composition of
<<Aspect 16>>
The cured crosslinked low sulfur rubber uses an effective amount of sulfur or sulfur compounds to provide a sulfur content of greater than 1 wt. 16. Crosslinked low sulfur rubber according to
<<Aspect 17>>
curing the curable low-sulfur liquid rubber composition according to
wherein the curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and contains 0 to 1 wt. How to have quantity.
<<Aspect 18>>
polymerizing at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms to produce a polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol; as well as
preparing a curable low sulfur liquid rubber composition based on the resulting polymer and peroxide system;
wherein the peroxide system comprises at least one organic peroxide having a 10-hour decomposition half-life temperature of 60°C to 100°C, wherein Said curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and has a sulfur content of 0 to 1% by weight.
Claims (13)
60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有し、かつ1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン、及び過酸化ジベンゾイルからなる群から選択される、少なくとも二つの有機過酸化物を含む過酸化物系と;
を含む硬化性低硫黄液体ゴム組成物であって、
前記組成物は、0~1重量%の硫黄含有量を有し、かつ、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、
前記ポリマーが、ブタジエンを重合形態で含む、
組成物。 A polymer comprising in polymerized form at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms, said polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol. a polymer having
1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1′-di(tert-butylperoxy), has a 10-hour decomposition half-life temperature of 60° C. to 100° C. )-cyclohexane, and a peroxide system comprising at least two organic peroxides selected from the group consisting of dibenzoyl peroxide;
A curable low-sulfur liquid rubber composition comprising
said composition having a sulfur content of 0-1% by weight and being curable at a temperature of 100° C.-140° C .;
wherein the polymer comprises butadiene in polymerized form;
Composition.
を含む、硬化した低硫黄ゴムを製造する方法であって、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、かつ、0~1重量%の硫黄含有量を有する方法。 curing the curable low-sulfur liquid rubber composition of claim 1 by heating;
wherein the curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and contains 0 to 1 wt. How to have quantity.
前記生成されたポリマー及び過酸化物系を基にして、硬化性低硫黄液体ゴム組成物を調製する工程;
を含む、架橋低硫黄ゴムを製造する方法であって、
前記過酸化物系は、60℃~100℃の10時間分解半減期温度を有し、かつ1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1’-ジ(tert-ブチルペルオキシ)-シクロヘキサン、及び過酸化ジベンゾイルからなる群から選択される、少なくとも二つの有機過酸化物を含み、
ここで、前記硬化性低硫黄液体ゴム組成物は、100℃~140℃の温度で硬化可能であり、0~1重量%の硫黄含有量を有しており、
前記ポリマーが、ブタジエンを重合形態で含む、
方法。 polymerizing at least one monomer having a carbon chain of 4 carbon atoms to produce a polymer having a vinyl content of 1% to 90% and a number average molecular weight of 800 g/mol to 15,000 g/mol; and preparing a curable low sulfur liquid rubber composition based on the resulting polymer and peroxide system;
A method for producing a crosslinked low sulfur rubber comprising
The peroxide system has a 10-hour decomposition half-life temperature of 60° C. to 100° C. and 1,1′-di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1′ -di(tert-butylperoxy)-cyclohexane, and at least two organic peroxides selected from the group consisting of dibenzoyl peroxide;
wherein said curable low sulfur liquid rubber composition is curable at a temperature of 100° C. to 140° C. and has a sulfur content of 0 to 1% by weight;
wherein the polymer comprises butadiene in polymerized form;
Method.
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